利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108585826A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810472454.7(22)申请日2018.05.17(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人狄跃忠彭建平崔智春王耀武冯乃祥(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人梁焱(51)Int.Cl.C04B35/443(2006.01)C04B35/622(2006.01)C01C1/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法(57)摘要一种利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法，按以下步骤进行：(1)准备二次铝灰作为原料；(2)在900～1200℃煅烧1～3h，冷却后球磨制成二次铝灰细粉料；(3)将二次铝灰细粉料加入水中，在温度50～98℃和搅拌条件下，施加超声波进行水浸；水浸产生的氨气通入反应槽与盐酸生成氯化铵；(4)过滤分离出浸出渣，洗涤烘干后与含氧化镁物料混合磨细；(5)压制成球团；(6)将球团采用高温烧结或电弧炉熔炼制成镁铝尖晶石。本发明的方法反应速度快，使氮转化为氨气排出回收利用，可溶杂质进入液相，实现进一步除杂；制备的镁铝尖晶石纯度高、杂质含量少。CN108585826ACN108585826A权利要求书1/1页1.一种利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)准备二次铝灰作为原料；所述的二次铝灰为铝灰利用熔铸过程产生的铝灰经提铝后形成的二次铝灰，主要成分按质量百分比含Al0～10％，Al2O330～60％，AlN5～30％，MgO0～20％，其余为杂质；(2)将二次铝灰在900～1200℃煅烧1～3h，冷却至常温后球磨至粒径≤106μm，制成二次铝灰细粉料；(3)将二次铝灰细粉料加入水中，二次铝灰细粉料与水的固液比为40～200g/L；然后在温度50～98℃和搅拌条件下，施加超声波进行水浸，使二次铝灰细粉料中的氮化铝发生水解反应；水浸过程中产生的碱性气体氨气被排出，当碱性气体不再产生时，水浸结束获得水浸物料；其中进行水浸时将反应体系通过密闭管路与反应槽连通，反应槽内装有盐酸；水浸产生的碱性气体氨气与盐酸反应生成氯化铵；(4)将水浸物料过滤分离出浸出渣，经洗涤后烘干去除水分，然后与含氧化镁物料混合磨细至粒度≤150目，制成混合粉料；混合粉料中氧化铝与氧化镁的摩尔比为1:1；(5)将混合物料压制成球团，压制压力为50～250MPa；(6)将球团采用高温烧结或电弧炉熔炼制成镁铝尖晶石；所述的高温烧结的温度为1600～1700℃，时间为2～4小时；所述的电弧炉熔炼的时间为2～4小时。2.根据权利要求1所述的利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法，其特征在于所述的含氧化镁物料为轻烧氧化镁，或者为氢氧化镁煅烧制成的氧化镁，粒径≤106μm。3.根据权利要求1所述的利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法，其特征在于步骤(2)的搅拌速度为500～3000r/min，超声波频率20～200kHz。4.根据权利要求1所述的利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法，其特征在于所述的镁铝尖晶石按质量百分比含Al2O370.3～71.5％，MgO27.1～27.9％，体积密度为3.25～3.42g/cm3。2CN108585826A说明书1/4页利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法技术领域[0001]本发明属于材料及环保技术领域，特别涉及一种利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法。背景技术[0002]铝灰是电解铝、铸造铝及再生铝生产过程中产生的熔渣经冷却后所得的产物的统称，其主要来源为：(1)熔盐电解过程中阳极更换、出铝、电解槽大修等过程，一般生产1吨电解铝产生30～50kg铝灰；(2)铝铸造过程中铸锭、重熔、锻造、切削加工等工序，平均每1吨铝从加工到应用过程中产生30～40kg铝灰；(3)再生铝生产过程中废铝再生并重新加工制品的回收率约为75～85％，即1吨废铝产生约150～250kg铝灰。[0003]铝灰中一般主要含有铝单质、铝的氧化物、铝的氮化物、氟化盐、氯化盐、其他金属氧化物等，根据来源不同其各自含量有所差别；此外，如电解车间铝灰可能夹带部分电解质成分，熔铸或精炼过程由于精炼剂的使用铝灰含有一定量的氯化物和氟化物；有部分铝灰含有一定量的重金属；因此，如果铝灰不经过回收处理而直接堆积，会污染土壤和地下水资源，铝灰与水反应生成氨气、氢气和甲烷等污染空气、引发火灾，砷和砷化铝等杂质与水发生反应后产生的砷化氢气体，在生产场所中富集后不仅污染空气，还会造成密切接触者的急性砷化氢中毒；2016年6月环保部、国家发展改革委和公安部联合发布的新版《国家危险废物名录》中将有色金属铝